Algumas bactérias orais reproduzem-se através de uma forma rara de divisão celular

 A bactéria filamentosa não se divide apenas, divide-se em múltiplas células ao mesmo tempo, um processo raro chamado fissão múltipla.
Um dos ecossistemas mais diversos do planeta está mais perto do que imagina – mesmo dentro da boca. A  boca é um ecossistema próspero com mais de 500 espécies diferentes de bactérias que vivem em comunidades distintas e estruturadas chamadas biofilmes. Quase todas estas bactérias crescem dividindo-se [ou dividindo-se] em duas, sendo que uma célula-mãe dá origem a duas células-filhas.
Uma nova investigação do Laboratório Biológico Marinho (MBL) e da ADA Forsyth descobriu um mecanismo extraordinário de divisão celular em Corynebacterium matruchotii, uma das bactérias mais comuns que vivem na placa dentária. A bactéria filamentosa não se divide apenas, divide-se em múltiplas células ao mesmo tempo, um processo raro chamado fissão múltipla. A investigação foi publicada esta semana na revista Proceedings of the National Academy of Sciences.
A equipa observou células de C. matruchotii a dividirem-se em até 14 células diferentes ao mesmo tempo, dependendo do comprimento da célula-mãe original. Estas células também crescem apenas num pólo do filamento mãe – algo chamado “extensão da ponta”.
Os filamentos de C. matruchotii atuam como uma estrutura no interior da placa dentária, que é um biofilme. A placa dentária é apenas uma comunidade microbiana dentro de uma imensa população de microrganismos que vivem e coexistem com um corpo humano saudável – um ambiente conhecido como “microbioma humano”. Esta descoberta esclarece como estas bactérias proliferam, competem por recursos com outras bactérias e mantêm a sua integridade estrutural no intrincado ambiente da placa dentária.
"Os recifes têm corais, as florestas têm árvores e a placa dentária nas nossas bocas tem Corynebacterium. As células de Corynebacterium na placa dentária são como uma árvore grande e espessa na floresta; criam uma estrutura espacial que fornece o habitat para muitas outras espécies de bactérias à sua volta", disse a coautora do artigo, Jessica Mark Welch, cientista sénior da ADA Forsyth e cientista adjunta do MBL.
"Estes biofilmes são como florestas tropicais microscópicas. As bactérias nestes biofilmes interagem à medida que crescem e se dividem. Pensamos que o ciclo celular invulgar de C. matruchotii permite que esta espécie forme estas redes muito densas no centro do biofilme", ​​disse Scott Chimileski. , cientista investigador do MBL e autor principal do artigo.

A Floresta Microbiana
Esta investigação baseia-se num artigo de 2016 que utilizou uma técnica de imagem desenvolvida no MBL denominada CLASI-FISH (combinatorial routing and spectral image in situ fluorescent hibridação) para visualizar a organização espacial da placa dentária recolhida de dadores saudáveis. Este estudo anterior imaginou consórcios bacterianos dentro da placa dentária, que são chamados de “ouriços” devido à sua aparência. Uma das principais descobertas deste artigo original foi que as células filamentosas de C. matruchotii atuaram como base da estrutura do ouriço.
O presente estudo aprofundou a biologia de C. matruchotii, utilizando microscopia de time-lapse para estudar como crescem as células filamentosas. Em vez de apenas captar um instantâneo desta floresta microbiana, os cientistas conseguiram obter imagens da dinâmica de crescimento bacteriano do ecossistema em miniatura em tempo real. Viram como estas bactérias interagem entre si, utilizam o espaço e – no caso da C. matruchotii – a forma incrível como crescem.
“Para descobrir como todos os diferentes tipos de bactérias trabalham em conjunto no biofilme da placa, temos de compreender a biologia básica destas bactérias, que não vivem em mais lado nenhum senão na boca humana”, disse Mark Welch.
Os dentistas recomendam escovar os dentes (e, portanto, remover a placa dentária) duas vezes por dia. No entanto, este biofilme regressa, não importa o quão diligentemente se escove. Extrapolando a partir de experiências de alongamento celular medidas em micrómetros por hora, os cientistas descobriram que as colónias de C. matruchotii podiam crescer até meio milímetro por dia.
Outras espécies de Corynebacterium encontram-se noutras partes do microbioma humano, como na pele e no interior da cavidade nasal. No entanto, as espécies de Corynebacterium cutâneas e nasais são células mais curtas, em forma de bastonete, que não são conhecidas por se alongarem por extensão da ponta ou por se dividirem por fissão múltipla.
“Algo neste habitat muito denso e competitivo da placa dentária pode ter impulsionado a evolução desta forma de crescimento”, disse Chimileski.

Crescimento Exploratório
O C. matruchotii não possui flagelos, as organelas que permitem o movimento das bactérias. Uma vez que estas bactérias não sabem nadar, os investigadores acreditam que o seu alongamento e divisão celular únicos podem ser uma forma de explorar o seu ambiente, semelhante às redes miceliais observadas em fungos e bactérias Streptomyces que vivem no solo.

"Se estas células tiverem a capacidade de se mover preferencialmente em direção a nutrientes ou outras espécies para formar interações benéficas - isso poderá ajudar-nos a compreender como ocorre a organização espacial dos biofilmes de placas", disse Chimileski.
“Quem poderia imaginar que as nossas bocas familiares albergariam um micróbio cuja estratégia reprodutiva é praticamente única no mundo bacteriano”, disse o co-autor Gary Borisy, investigador principal da ADA Forsyth e antigo director do Laboratório Biológico Marinho. “O próximo desafio é compreender o significado desta estratégia para a saúde da nossa boca e do nosso corpo”.

Fonte: ScienceDaily / Marine Biological Laboratory

Foto: Unsplash/CCO Public Domain